سنتز کامپوزیت WC-Al2O3 از طریق گرمایش مایکروویوی مخلوط فعال‌شده مکانیکی WO3-Al-C

هزینه‌ی بالای سنتز تنگستن کاربید به روش واکنش دما بالای حالت جامد بین تنگستن عنصری و کربن تحت اتمسفر کنترل شده محققان را به فکر جایگزینی روش مرسوم با روش‌های سنتز کم هزینه‌تر و استفاده از مواد اولیه‌ی ارزانتری چون اکسید تنگستن انداخته است. در پژوهش‌های پیشین قابلیت روش‌های سنتز‌ مکانوشیمیایی و سنتز مایکروویوی برای تهیه تنگستن کاربید از طریق احیاء-کربوریزاسیون اکسید تنگستن به اثبات رسیده است. یکی از محدودیت‌های این روش‌ها این است که همواره علاوه بر WC، فاز نامطلوب W2C نیز تشکیل می‌شود. در این پژوهش، از یک فرایند ترکیبی شامل فرآوری مکانوشیمیایی مخلوط اکسید تنگستن-آلومینیوم-گرافیت و به دنبال آن گرمایش مایکروویوی مخلوط حاصل برای سنتز تسریع ‌شده‌ی کامپوزیت تنگستن کاربید-آلومینا استفاده شده و تأثیر زمان آسیاکاری و گرمایش مایکروویوی بر نسبت WC:W2C در محصول مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور مخلوط پودری با ترکیب‌‌ مولی WO3-2Al-C به مدت 2، 3 و 4 ساعت در آسیای سیاره‌ای مورد عمل قرار گرفته و محصول آسیا شده پس از پرس سرد تحت انرژی مایکروویو قرار داده شد. نتایج آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD) نمونه‌ها نشان داد که در مراحل ابتدایی فرایند آسیاکاری فاز نامطلوب W2C تشکیل می‌شود، اما افزایش زمان آسیاکاری به شکل‌گیری بیشتر WC و افزایش نسبت WC:W2C کمک می‌کند. همچنین گرمایش مایکروویوی مخلوط حاوی 50% گرافیت اضافی (WO3-2Al-1.5C) آسیاکاری شده به مدت 4 ساعت تأثیر چشمگیری در پیشبرد واکنش تشکیل تنگستن کاربید دارد، به‌طوری‌که نسبت WC:W2C از حدود 7/4 برای نمونه آسیاکاری شده به 8/17 برای محصول سنتز شده در مایکروویو افزایش یافت.